Конусными ЗУ с ТОНК

КЗУ с ТОНК было установлено на ДП-№3 МК «Запорожсталь» V₀=1513м³ в 2000г. во время её капитального ремонта. Объём материалов над нижним большим конусом составляет 23м³. Поскольку на этой печи установлено 3-х конусное ЗУ, то переделки были минимальными. Внутри большого конуса выполнили специальную воронку ТВП (Тарасов В.П.). В воронке предусмотрены три желоба, наклон которых рассчитан так, чтобы при пересыпании кокса на каждом из желобов он полностью терял скорость падения и начинал движение по каждому желобу с нулевой начальной скоростью. Желоба установлены друг от друга на высоте 0,75м, поэтому кокс практически не измельчается. Общая высота воронки 2,3м [99].

Мера засыпи на доменных печах МК «Запорожсталь» обычно составляет 1,0-2,0 метра. Глубина поверхности засыпи на ДП№3 - 1,75метра. Общая высота падения кокса от поверхности технологического отверстия до поверхности засыпи в центре печи составляет 4,5метра. В случае с воронкой ТВП высота падения кокса в центр колошника (1,95м) не превышает высоту его падения с конуса на поверхность засыпи у стен (2,0м).

В таблице 2.13 представлены размеры порций пересыпаемого кокса в центр колошника в зависимости от величины рудных колош подачи и рудных нагрузок.

Таблица 2.13 – Влияние величины рудных колош и рудных нагрузок на количество пересыпаемого кокса через ТОНК в центр колошника

РН, т/т кокса	Рудная колоша,т	18,6	19,6	20,6	22,6	Примечание
3,0	Кол-во кокса, пересыпаемого в центр колошника, т м3 %	0,52 1,1 8,3	1,13 2,4 17,1	1,74 3,7 25,3	2,96 6,3 39,3	При нормаль-ной работе ДП-3 РН 3,35-3,40т/т и рудная коло-ша 22-22,5т. Следовательно, в центр печи в это время пересыпается 20-22% кокса.
3,2	т м3 %	0,19 0,4 3,2	0,47 1,0 7,7	1,33 2,82 20,6	2,49 5,3 35,5
3,4	т м3 %		0,14 0,30 2,4	0,34 2,0 15,5	2,07 4,4 31,2

На рис.2.9,а представлено распределение СО₂ по радиусу ДП-3 в новых условиях с загрузкой части кокса непосредственно в осевую зону колошника. В первые два месяца печь работала с частыми остановками, из-за неполадок в компьютерной системе управления линией загрузки и при выпуске жидких продуктов плавки. Поэтому печь грузили малыми колошами 18-19т агломерата и как видно из табл. 2.13 в центр печи кокс не пересыпался или туда попадало не более 4-6% его количества. На Рис.2.9,1 видно, что в центре содержание СО₂ составляло 17,5-18,0%, т.е. печь работала в обычном режиме загрузки типовым ЗУ.

Таблица 2.14 – Результаты работы ДП-3 МК «Запорожсталь» с водопадным пересыпанием части кокса в осевую зону в 2000 (числитель) и 2002(знаменатель) г.г.

Показатели	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Декабрь
Производство чугуна, т	1965/2632	2372/2632	2113/2532	2023*)	2273/
Расход кокса, кг/т чуг	583/500	534/500	524/506	514/	505/
*) За 25 рабочих суток (печь стояла из-за аварии)

Из таблицы 2.14 видно, что расход кокса 583 кг/т чуг. и среднесуточное производство 1965т были на уровне показателей работы печей с типовыми ЗУ, в том числе и этой печи, а также МК им.Ильича (560-580кг/т чуг.), «Азовсталь» (580-600 кг/т чуг.), ОАО «ДМЗ» (550-560 кг/т чуг.) и на других металлургических предприятиях Украины. Из таблицы также видно, что с отработкой рациональной системы загрузки, когда в центр печи пересыпалось 15-25% кокса, с отработкой дутьевых параметров, расход кокса все время снижался и составил 505 кг/т чуг. в декабре 2000г. В настоящее время на печи №3 МК «Запорожсталь» расход кокса составляет 493-505 кг/т чуг. в зависимости от качества проплавляемых материалов [99, 100].

В ходе эксплуатации ЗУ с ТОНК на печи №3 комбината "Запорожсталь" установили, что необходимо дополнительное регулирование количества кокса, пересыпающегося в центр печи, независимо от объёма шихтовых материалов в подаче.

Решить эту задачу можно при установке в межконусном пространстве подвижных плит (а с. 1725562 СССР), изменяющих объем шихты на нижнем конусе или направляющих поток кокса, ссыпающегося со среднего конуса, непосредственно через осевое технологическое отверстие в центр колошника (Рис.2.8,а). Синхронная работа всех подвижных плит межконусного пространства меняет массу кокса, подаваемого непосредственно в осевую зону печи. Рассогласование перемещения плит позволит регулировать также и окружное распределение шихты и газа путем изменения рудных нагрузок на кокс в отдельных секторах окружности колошника.

Учитывая высокие технико-экономические показатели работы печи № 3, оборудованной ЗУ с ТОНК, на комбинате "Запорожсталь" приняли решение установить такое же ЗУ и на печи №4, при замене ЗУ на ремонте Ш разряда в 1 квартале 2001 г. Кроме того, таким же ЗУ оборудовали печь №2 во время ее капитального ремонта в 2004 г. Ранее на нее планировали установить лотковое БЗУ. Изменение решения объясняется тем, что высокая стоимость лоткового БЗУ (6 - 8 млн долл. США) и перестройка колошника (1- 2 млн долл.) окупят нескоро. Действительно, если экономия кокса составит 15 кг/т чугуна, то при максимальном производстве 2800 т/сут, годовая экономия составит 0,001 × 2800 × 0, 015 × 100 × 357 – 100 =1,3 млн. долл., где 100 – стоимость 1 т кокса, долл.; 357-количество рабочих суток в году; 100 - дополнительные эксплуатационные затраты на охлаждение азотом редуктора, тыс. долл. Срок окупаемости затрат в среднем составит [(6+8)/2+(1+2)/2]/1,3 =6,6 года.

Стоимость переоборудования ТЗУ на ЗУ с технологическим отверстием в нижнем конусе составляет 0,5 – 0,6 млн долл. Снижение расхода кокса при этом такое же, как и в случае установки БЗУ (и даже ниже на 10 – 12 кг/т чугуна), и срок окупаемости составляет 5 – 7 мес.

На рис. 2.9,б видно, что на д.п. №4 МК «Запорожсталь» при установке ЗУ с ТОНК содержание СО₂ в центре печи снизилось с 17-18% до 3-7%, т.е. газовый поток в осевой зоне в настоящее время отвечает оптимальным условиям. В табл.2.15 представлены результаты работы ДП-4 в новых условиях её загрузки. Видно, что здесь так же, как и на ДП-3, расход кокса снизился с 560-580 кг/т чуг. до 518-526 кг/т чуг. при одновременном увеличении выплавки чугуна на 100т в сутки.

Таблица 2.15 – Технико-экономические показатели работы ДП-4 МК «Запорожсталь» с типовым ЗУ и с ЗУ